Adam Taylor玩轉(zhuǎn)MicroZed系列之58：Zynq和PicoBlaze第3部分

在MicroZed 以往的經(jīng)典案例中，修改和更新PicoBlaze 的傳統(tǒng)方法是使用JTAG下載器。Zynq SoC的處理系統(tǒng)提供額外功能讓我們可以建立一個(gè)更加靈活的Zynq 程序下載系統(tǒng)以適應(yīng)更多工作。我們可以使用 Zynq PS（處理器）訪(fǎng)問(wèn)Zynq SoC的PL側(cè)的BRAM存儲(chǔ)器，這是存放PicoBlaze 程序的地方。我們通過(guò)使用AXI BRAM控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。我們?cè)谝郧暗腗icroZed 經(jīng)典系列的NeoPixel 案例中探討過(guò)BRAM控制器。

這種方法確實(shí)需要更多操作步驟，因?yàn)槲覀儾荒苁褂肞icoBlaze 匯編器生成的存儲(chǔ) VHDL文件。但是，我們將使用標(biāo)準(zhǔn)的IP模塊，所以也并不是想像的那么難。相反的，我們首先建立一個(gè)雙端口RAM并且使用PicoBlaze 匯編器生成的hex文件來(lái)初始化它，這樣在上電之后PicoBlaze 處理器的內(nèi)存就有可執(zhí)行的程序。

我們放在雙端口RAM內(nèi)的程序與PicoBlaze 匯編器生成的VHDL文件沒(méi)什么不同。盡管程序也可以跑在單端口內(nèi)存，這多出來(lái)的這個(gè)端口使ARM Cortex-A9多處理器可以訪(fǎng)問(wèn)這個(gè)共享的雙端口內(nèi)存，并且在開(kāi)發(fā)過(guò)程中可以覆蓋這個(gè)內(nèi)存的內(nèi)容，如果需要的話(huà)。這個(gè)技巧可以很容易按照需求改變PicoBlaze處理器的可執(zhí)行程序。

如果要舉個(gè)例子，其優(yōu)點(diǎn)能夠重復(fù)編寫(xiě)PicoBlaze 處理器的程序，那么就在成像處理中生成一個(gè)波形能夠驅(qū)動(dòng)一個(gè)CCD（電荷耦合裝置）。因?yàn)檫@個(gè)PicoBlaze 處理器是非常適合生成這個(gè)波形。然而，CCD成像設(shè)備在程序運(yùn)行期間經(jīng)常要求修改波形時(shí)序來(lái)完成成像性能優(yōu)化。在運(yùn)行過(guò)程中能夠修改波形是非常重要的并且使用軟驅(qū)的方法也很方便。

在模塊圖中我們?cè)赑icoBlaze 原件上右擊并且選擇“edit in IP packager”來(lái)添加雙端口存儲(chǔ)器到這個(gè)PicoBlaze 處理器中。這將打開(kāi)一個(gè)IP包并允許我們修改我們以前建立的元件。第一件事就是從工程中刪除VHDL內(nèi)存文件，并且建立一個(gè)新的雙端口存儲(chǔ)器，通過(guò)使用IP Catalog 添加一個(gè)新的模塊memory generator。

雙端口RAM的A端口和B端口的設(shè)置是非常簡(jiǎn)單，端口A(yíng)連接到AXI BRAM控制器并且B端口連到PicoBlaze。RAM的配置如下：
接口類(lèi)型：native
選擇真雙端口RAM
端口A(yíng)選項(xiàng)：
寫(xiě)寬度32
讀寬度32
使用32bit地址（由于A(yíng)XI BRAM控制器要求）
操作模式：寫(xiě)優(yōu)先
使能端口類(lèi)型：使用ENA
使用32bit地址
端口B選項(xiàng)：
寫(xiě)寬度18
讀寬度18
操作模式：讀優(yōu)先
使能端口類(lèi)型：使用ENA
原語(yǔ)輸出寄存器不能預(yù)置

由于我們希望使用初始化文件來(lái)預(yù)先配置BRAM，所以我們需要一個(gè)coe文件，我們特地將“other options”勾上。我們使用PicoBlaze 匯編器生成的HEX文件，你只需要在這個(gè)文件的頂部做些如下修改：
memory_initialization_radix=16;
memory_initialization_vector=

然后你可以將該文件添加到PicoBlaze 處理器的內(nèi)存，在上電之后可以被PicoBlaze 執(zhí)行。

我們使用32bit地址，以致我們能夠確保從PicoBlaze 到BRAM存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)是正確對(duì)齊的。那么，我們需要確保32bit存儲(chǔ)器的最低兩個(gè)地址沒(méi)有被使用，那樣就可以自動(dòng)使字對(duì)齊。

現(xiàn)在，我們可以在PicoBlaze 元件頂層連接雙端口RAM，并且重新封裝這個(gè)IP，使我們模塊圖中例化的PicoBlaze 能夠得到更新（使用Tools -> Report ->Report IP Status，查看IP是否自動(dòng)更新）更新完IP后，我們能夠添加AXI BRAM控制器并且連接到 Zynq SoC處理器的AXI總線(xiàn)。做這一步可以讓我們的ARM Cortex-A9 多核處理器也能讀/寫(xiě)連接到PicoBlaze 處理器的那個(gè)雙端口內(nèi)存。

這個(gè)實(shí)現(xiàn)允許我們能夠按照應(yīng)用的需求改變PicoBlaze 的程序。你可以把這個(gè)方法當(dāng)做是PicoBlaze 處理器的一種部分重配置功能。將新的程序下載到這個(gè)雙端口RAM可以改變正在運(yùn)行的系統(tǒng)PicoBlaze 處理器表現(xiàn)的功能，如果需要的話(huà)，執(zhí)行不同的操作或者為了調(diào)試或者實(shí)驗(yàn)。我們也可以用這種方法在Zynq系統(tǒng)中更新多個(gè) PicoBlaze處理器。

在下一篇博客中，我們將繼續(xù)研究這技巧，我們將在Zynq芯片的PL側(cè)控制和更新兩個(gè)PicoBlaze 處理器 ，如下圖所示：